水声对抗技术与水声对抗器材

水声对抗技术与水声对抗器材

80年代以来,由于潜用声纳技术、鱼雷制导技术及计算机等技术的飞速发展,水声对抗受到各国海军的高度重视,因为它不仅是提高各种战舰和潜艇自身生存能力的重要措施,而且水声干扰与水声反干扰的技术、水声诱骗与水声反诱骗的技术等的发展给作战能力的提高带来很大的益处。

为了适应水声对抗的需要,许多水声对抗技术应运而生。水声对抗技术渗透到装备的发展

中,使水声对抗在各种有关的技术与装备的发展中得以体现与实施。水声对抗(Acoustic Warfare,AW),广义的讲是海战的对抗;狭义的讲是舰艇、潜艇与反舰、潜兵力之间的对抗。对抗双方用水声技术所完成的发现、反发现、跟踪、反跟踪、识别、反识别、攻击、反攻击等的过程,是水声对抗的广义内涵。

1 水声对抗技术的基本发展过程

自从出现了声纳和鱼雷之后,由于攻击者要千方百计地命中目标,而被攻击的目标或被跟踪

的对象要千方百计地规避或隐藏起来,所以所需的水声对抗技术便迅速发展起来。水声对抗技术的发展过程可以映射出声纳和鱼雷发展的不同阶段,水声对抗技术分为三个阶段:第一阶段是直接式干扰和掩护技术。在这阶段中,因为鱼雷是直航雷且声纳是作用距离较近的跟踪单目标的模拟声纳,所以一般的低频干扰器只要入水到适当位置,就可对实施跟踪的声纳产生干扰。早期使用的气幕弹也可对实施跟踪的声纳产生干扰而达到掩护本舰的目的。第二阶段是声诱骗技术。在这阶段中,鱼雷使用了声自导,且声纳是作用距离较远的跟踪多目标的数字声纳。因此,一般的直接干扰和掩护技术远远不能满足水声对抗的需要,这就要求水声对抗技术尽快启用声诱骗技术,为的是诱骗鱼雷和声纳去跟踪假目标。第三阶段是智能化水声对抗技术。在这阶段中,因为鱼雷声自导使用了智能化技术且声纳是作用距离远的人工智能声纳,所以上述的第一阶段和第二阶段的水声对抗技术已不能适应水声对抗的发展需要。所谓智能化水声对抗技术就是将威胁报警、干扰、诱骗及硬杀伤有机地融合在一起的技术。这种技术如果能成功使用,则在威力较强的现代鱼雷和现代声纳面前会使水声对抗的作用更能充分有效地发挥。

当鱼雷声自导智能化及声纳智能化后所需的水声对抗技术也必须是智能化的。所谓鱼雷声自导智能化是鱼雷声自导在识别、记忆和攻击选择中更能做到智能化;所谓声纳智能化是声纳在发现、识别、跟踪和攻击过程中能有效地做到人机结合并使声纳本身的功能更能充分发挥作用,使声纳本身能更好地将人的意志与目

标和环境的现实相结合。我们说鱼雷声自导智能化和声纳智能化是装备使用者的企盼,不是立刻就能达到的。从发展趋势看,无论是鱼雷声自导智能化还是声纳智能化,都应是由初级阶段向高级阶段逐步发展的,

是逐步走向更高级的阶段。水声对抗技术的智能化实际上为的是使水声对抗的过程与效果更能满足水声对抗的根本要求,能更容易得到使作战满意的水声对抗效果。在通常的情况下,作战与对抗的根本目的是消灭对方而保存自己,但是由于战场情况的变化以及敌我双方态势的变化又造成了我们的作战结果事与愿违。当我们的作战结果事与愿违时,加强水声对抗措施是赢得作战胜利的重要方面。

2 水声对抗技术的基本内容

2.1海洋水文条件的利用与反利用

2.1.1海洋水文条件的利用

根据声波在海水中的传播特点,利用海洋水文条件,合理选择潜艇的航速、航向、深度,是潜艇进行水声对抗的一个重要方面。它可以有效地降低反潜兵力的探测效果,取得机动、规避的主动权。作为潜艇指挥员,如果能够了解产生声影区的条件和熟悉活动海区的水温梯度(如等温层、强负梯度、跃变层等)的分布情况,

并能善于应用这些条件,就能大大地提高潜艇活动的隐蔽性以及提高自己水声设备的探测效果。为避免敌方声纳搜索,应按以下原则利用海洋水文条件:

(1)为避免敌方声纳搜索,可采取加大航行深度,增加反潜兵力搜索的几何盲区;

(2)利用海底反射和深海声道传播特点,侦听、侦测,以期掌握海面情况;

(3)大风大浪天气的海洋噪声,往往能掩盖潜艇的潜航噪声,利用这种环境通过防潜封锁区;

(4)利用“跃变层”。实际上,在大多数海区,一年的大部分时间都存在“跃变层”,应利用它高速逃逸。

所谓“跃变层”,又称为“温跃层”,有人也称它为“液体海底”。它是指海水温度随深度急剧变化的一个水层,通常这一水层较薄,它将海水分成上下水温截然不同的两层。这一水层有利于潜艇的隐蔽,而不利于水声设备的观察。如无“跃变层”,可利用强负梯度水层高速突破。所谓强负梯度水层,是指温度随深度下降达0.1℃/m以上,因而声速也就随深度下降很快,所以声波弯向海底,不利于水声设备的观测,减少了水声设备的观测距离。

2.1.2海洋水文条件的反利用

海洋水文条件的反利用就是妨碍潜艇利用海洋水文条件进行机动规避。潜艇可以利用“跃变层”隐蔽自己,而水面舰艇和反潜飞机如果采用一般的水声侦察设备就很难搜听到“跃变层”以下的潜艇。作为水声搜潜设备,为了利用声波在水中传播的新途径,提高发现潜艇的距离,大量使用了拖曳变深声纳,它不仅可以充分利用海洋水文条件(和潜艇相似),而且还可以工作在“跃变层”以下,以便发现潜藏于“跃变层”以下的潜艇。

2.2水声干扰

水声干扰一般可以分为人为干扰和自然干扰两种。

人为干扰,又可以叫做有意干扰,也就是有目的地对水声设备进行的干扰。

自然干扰,又可以叫做无意干扰,它主要是指深海中的潮汐、波浪和地震等引起的海洋噪声的干扰。在近海和港湾锚地,除了上述的海洋噪声之外,还有陆地上的工业噪声和水下的生物噪声所形成的干扰。

我们这里所指的干扰是人为干扰,它的目的是破坏对方水声观察设备和声制导武器的正常工作,使其水声观察设备迷茫,声制导武器失控。

按照产生干扰的方式,原则上可以分为消极干扰、积极干扰两种。

2.2.1消极干扰

消极干扰又称为无源干扰,它是利用本身并不发射声波的物体对声波的吸收或反射而形成的对敌方水声观察设备和声制导武器的干扰,包括缩小潜艇的水声特征(潜艇防护层)和使用气幕弹等。

2.2.2积极干扰

积极干扰又叫有源干扰。它的目的是发出一定的干扰波束压制对方水声设备,使其不能正常工作。

要达到上述的目的,必须同时满足:干扰波的频率要能对准水声接收设备的工作频率,且干扰波的强度要超过目标回波的强度。只有这样才能破坏对方水声观察设备和声制导武器的正确工作,达到干扰的目的。因此积极干扰是由专门的干扰机发射一定频率范围、一定功率的声波所进行的干扰。

压制性干扰机是以发射大功率宽频带的干扰噪声,使敌方水声接收设备饱和而不能正常工作为目的而设计的。目前所见的压制性干扰机就是噪声干扰器,它通常由两大部分组成,即侦察接收部分和释放干扰部分,如图1所示。